ES2916462T3 - Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo - Google Patents

Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo Download PDF

Info

Publication number
ES2916462T3
ES2916462T3 ES18844409T ES18844409T ES2916462T3 ES 2916462 T3 ES2916462 T3 ES 2916462T3 ES 18844409 T ES18844409 T ES 18844409T ES 18844409 T ES18844409 T ES 18844409T ES 2916462 T3 ES2916462 T3 ES 2916462T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
centrifugation
oil
heavy phase
fermentation broth
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18844409T
Other languages
English (en)
Inventor
Neil Francis Leininger
Holger Pfeifer
David Allen Tinsley
Jochen Lebert
Marc Beiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
DSM IP Assets BV
Original Assignee
Evonik Operations GmbH
DSM IP Assets BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Operations GmbH, DSM IP Assets BV filed Critical Evonik Operations GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2916462T3 publication Critical patent/ES2916462T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02—Pretreatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • C12P7/6409—Fatty acids
    • C12P7/6427—Polyunsaturated fatty acids [PUFA], i.e. having two or more double bonds in their backbone
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23D—EDIBLE OILS OR FATS, e.g. MARGARINES, SHORTENINGS, COOKING OILS
    • A23D9/00—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils
    • A23D9/02—Other edible oils or fats, e.g. shortenings, cooking oils characterised by the production or working-up
    • A23D9/04—Working-up
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/115—Fatty acids or derivatives thereof; Fats or oils
    • A23L33/12—Fatty acids or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/10—Production of fats or fatty oils from raw materials by extracting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Edible Oils And Fats (AREA)

Abstract

Un procedimiento para mejorar el rendimiento de aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), en el que el procedimiento comprende realizar al menos dos etapas de centrifugación en un caldo de fermentación, en el que el producto de fase ligera producido después de la primera etapa de centrifugado se alimenta a la centrífuga de la segundo etapa de centrifugación, y el producto de fase pesada producido después de la primera etapa de centrifugación se descarta, y en el que el corte de separación después de la primera etapa de centrifugación se realiza en el lado de la fase pesada, y en el que el producto de fase ligera producido después de la segunda etapa de centrifugación se retiene y el producto de fase pesada producido después de la segunda etapa de centrifugación se recicla a un caldo de fermentación que se procesará en la siguiente ronda de procesamiento utilizando dichas dos etapas de centrifugación.

Description

DESCRIPCIÓN
Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo
Antecedentes de la invención
Se reconoce cada vez más que es necesaria la inclusión de aceites nutritivos en una dieta diaria para lograr varios efectos deseables para la salud. Un género de dichos aceites nutritivos es el de los aceites que contienen ácidos grasos poliinsaturados (PUFA). Las fuentes de estos tipos de aceites son múltiples e incluyen pescado, microbios (levaduras y algas) y posibles plantas modificadas genéticamente. También es bien conocido que, debido a su deseable insaturación, estos aceites son fácilmente oxidables y, por lo tanto, sensibles al calor y a tiempos de proceso extensos. Si estos aceites se oxidan, el subproducto de oxidación tiene un sabor extremadamente desagradable y los consumidores evitan el producto. Además, es deseable utilizar procesos de fabricación continuos o semicontinuos para reducir los costes de producción. El proceso de fabricación semicontinuo se refiere en el presente documento al procesamiento por lotes de medios de fermentación al final del proceso de fermentación. El proceso de fabricación continuo se refiere en el presente documento al procesamiento continuo de medios de fermentación, con reposición continua de los medios de fermentación que han sido procesados. No obstante, el desafío con los procesos de fabricación continuos o semicontinuos es realizar todas las etapas del proceso en un marco temporal razonable que permita utilizar un proceso continuo o semicontinuo. Uno de los principales subprocesos durante un proceso de fabricación continuo o semicontinuo es el aislamiento y la purificación de los aceites deseables después de haberlos extraído de los microbios generadores de aceite que se han fermentado y después lisado para maximizar el rendimiento de aceite.
El aislamiento y la purificación de este tipo de aceites suponen un desafío, ya que los aceites están destinados al consumo humano, por lo que se debe minimizar la generación de subproductos de oxidación y se debe evitar el uso de determinados aditivos tóxicos para facilitar el aislamiento y la purificación de estos aceites.
Se conocen procedimientos para aislar y purificar estos tipos de aceites y, en muchos de ellos, después de la fermentación y la lisis celular, normalmente se realiza una etapa de eliminación acuosa del producto de aceite con el fin de separar y purificar el producto. Durante la etapa de eliminación acuosa, es típico separar la fase acuosa de la fase oleosa y aislar el producto de aceite final deseable mientras se eliminan los desechos celulares, las enzimas de digestión y otros auxiliares del proceso. Sin embargo, realizar una separación exacta en la interfaz de dos fluidos inmiscibles es complicado por la presencia de una emulsión estable debida a los emulsionantes naturales creados por los microbios fermentados y liberados durante la digestión y la ruptura de la pared celular. Surgirá un problema de pérdida de rendimiento o un problema de bajo rendimiento.
Para mejorar el rendimiento del aceite, se ha intentado la introducción de etapas adicionales por parte del fabricante del aceite. Esto, sin embargo, aumentará sustancialmente el coste del producto final. Además, dada la sensibilidad de los aceites nutritivos a la oxidación, la adición de etapas de procesamiento adicionales dará como resultado la oxidación de los aceites deseables. Dicho producto de aceite oxidado produce un olor muy indeseable que percibe el usuario.
Los documentos US-A1-2011/177031, EP-A-1 178 118, US-A1-2015/159116 y US-A1-2014/073037 enseñan procedimientos para extraer aceites que contienen PUFA de caldos de fermentación utilizando dos o más centrifugaciones.
Lo que se necesita y, no obstante, de lo que presumiblemente se carece, es un proceso de fabricación que proporcione rendimientos de producto superiores a los del procedimiento existente, que al mismo tiempo minimice la oxidación adicional del producto de aceite final y no comprometa la calidad del aceite. Teniendo en cuenta los volúmenes extremadamente grandes de producto fabricado, cualquier mejora en el rendimiento, tal como un aumento del 1%, generará ahorros sustanciales en los costes de fabricación de aceites nutritivos.
Sumario de la invención
Mediante el uso de una centrifugación en serie de dos etapas según las reivindicaciones, se evita el dilema de elegir entre obtener aceite con alta calidad pero perdiendo rendimiento de aceite y obtener aceite con alto rendimiento pero perdiendo calidad de aceite.
En un proceso tradicional de centrifugación de una sola etapa, el producto de aceite final se recoge de la fase ligera después de una etapa de centrifugación. Se recoge un aceite con alta calidad de aceite o se recoge un aceite con alto rendimiento, pero no ambos. Por ejemplo, si se desea un aceite de alta calidad, el corte de separación se realizará en la fase ligera y, por lo tanto, lejos de la interfaz entre la fase ligera y la fase pesada. Esto deja fuera parte del fluido que contiene aceite para desecharlo junto con el producto de fase pesada, lo que da como resultado una pérdida de rendimiento de aceite. Si se desea un alto rendimiento de aceite, el corte de separación se realizará en la fase pesada cerca de la interfaz de la fase ligera y la fase pesada para recoger la mayor cantidad de aceite posible. El aceite recogido por medio de dicho procedimiento incluye impurezas en el aceite aislado y, por lo tanto, compromete la calidad del aceite.
El proceso de centrifugación de dos etapas en serie ayuda a resolver el problema anterior. Después de la primera etapa de centrifugación, se realiza el corte de separación en la fase pesada cerca de la interfaz de la fase ligera. Se retiene la máxima cantidad de aceite en la fase ligera y, por lo tanto, se garantiza un alto rendimiento de aceite. El aceite recogido del primer proceso de centrifugación, de alto rendimiento pero baja calidad de aceite, se transfiere a una segunda centrífuga. Después de la segunda centrifugación, se obtiene aceite de alta calidad realizando el corte de separación en la fase ligera de forma alejada de la interfaz de la fase ligera y la fase pesada. El rendimiento de aceite también mejora al reciclar el producto de fase pesada de la segunda centrifugación en el siguiente lote de caldo de fermentación que está listo para su procesamiento. El producto reciclado rico en aceite descrito anteriormente mejora aún más la demulsificación en el siguiente lote de caldo de fermentación. La técnica descrita en la presente invención evita pérdidas de rendimiento a la vez que preserva la calidad del producto.
La invención se refiere a un procedimiento para mejorar el rendimiento de aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), en el que el procedimiento comprende realizar al menos dos etapas de centrifugación en un caldo de fermentación, en el que el producto de fase ligera producido después de la primera etapa de centrifugación se alimenta a la centrífuga de la segunda etapa de centrifugación, y el producto de fase pesada producido después de la primera etapa de centrifugación se descarta, y en el que el corte de separación después de la primera etapa de centrifugación se realiza en el lado de la fase pesada, y en el que el producto de fase ligera producido después de la segunda etapa de centrifugado es retenido y el producto de fase pesada producido después de la segunda etapa de centrifugación se recicla a un caldo de fermentación que se procesará en la siguiente ronda de procesamiento utilizando dichas dos etapas de centrifugación.
El producto de fase ligera producido después de la primera etapa de centrifugación se alimenta a la centrífuga de la segunda etapa de centrifugación y el producto de fase pesada producido después de la primera etapa de centrifugación se desecha. Al separar la fase ligera y la fase pesada resultantes de la primera centrifugación, el corte de separación se realiza en el lado de la fase pesada y se encuentra cerca de la interfaz de la fase ligera y la fase pesada para recoger la mayor cantidad de aceite posible.
El producto de fase ligera producido después de la segunda etapa de centrifugación se retiene y el producto de fase pesada producido después de la segunda etapa de centrifugación se recicla a un caldo de fermentación que se procesará en la siguiente ronda de procesamiento utilizando las dos etapas de centrifugación anteriores. Al separar la fase ligera y la fase pesada resultantes de la segunda centrifugación, el corte de separación se realiza en el lado de la fase ligera y se encuentra cerca de la interfaz entre la fase ligera y la fase pesada, para evitar la acumulación de impurezas de la fase pesada.
El aceite nutritivo es aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA).
El rendimiento del producto de aceite nutritivo puede ser superior al 88%, al 92% o incluso al 95%.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración esquemática del proceso de doble centrifugación descrito en la presente solicitud.
La figura 2 es la representación gráfica de los datos de la tabla 1, que compara el % de rendimiento de aceite entre muestras preparadas con diferentes rondas de centrifugación.
Descripción detallada de la invención
A menos que se definan de otro modo, todos los términos técnicos y científicos utilizados en el presente documento tienen el mismo significado que comúnmente entiende un experto en la técnica a la que pertenece la presente invención. Generalmente, la nomenclatura utilizada en el presente documento y los procedimientos de laboratorio son bien conocidos y comúnmente empleados en la técnica. Para estos procedimientos se utilizan procedimientos convencionales, tales como los proporcionados en la técnica y varias referencias generales. Cuando se proporciona un término en singular, los inventores también contemplan el plural de ese término. La nomenclatura utilizada en el presente documento y los procedimientos de laboratorio descritos a continuación son bien conocidos y comúnmente empleados en la técnica.
Las características y ventajas de la invención pueden ser comprendidas más fácilmente por los expertos en la técnica al leer la descripción detallada siguiente. Debe apreciarse que determinadas características de la invención que, por razones de claridad, se describen anteriormente y posteriormente en el contexto de formas de realización separadas, también pueden combinarse en subcombinaciones de las mismas.
Las formas de realización identificadas en el presente documento como ejemplificativas pretenden ser ilustrativas y no limitantes.
En la presente memoria descriptiva y en las reivindicaciones siguientes se hará referencia a una serie de términos que se definirán con los significados siguientes:
El uso de los términos "un" y "una" y "el" y “la” y referencias similares en el contexto de la descripción de la invención (especialmente en el contexto de las reivindicaciones siguientes) debe interpretarse de forma que abarque tanto el singular como el plural, a menos que se indique de otro modo en el presente documento o esté claramente contradicho por el contexto.
Los términos "que comprende", "que tiene", "que incluye" y "que contiene" deben interpretarse como términos abiertos (es decir, de forma que signifiquen "que incluye, pero sin limitación") a menos que se indique lo contrario. La enumeración de los intervalos de valores en el presente documento tiene meramente la intención de servir como un procedimiento abreviado para referirse individualmente a cada valor por separado que se encuentre dentro del intervalo, a menos que se indique lo contrario en el presente documento, y cada valor por separado se incorpora a la memoria descriptiva como si se mencionara individualmente en el presente documento.
"Opcional" u "opcionalmente" significa que el evento o la circunstancia que se describe posteriormente puede ocurrir o no, y que la descripción incluye casos en las que ocurre el evento o la circunstancia y casos en las que no ocurre.
Un "aceite", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a aceite de PUFA.
"Acuoso", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a agua sola o agua combinada con otros componentes solubles en agua que se incluyen para mejorar el producto o facilitar el proceso de fabricación del producto.
Una "fase oleosa", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la porción de una mezcla acuosa/oleosa que es soluble en aceite.
“Fase acuosa”, tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la porción de una mezcla acuosa/aceite que es soluble en agua.
"Fase ligera" o "producto de fase ligera", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la parte superior de un producto de centrifugación. Es una solución de color claro porque contiene principalmente aceite. También se denomina fase oleosa en la presente solicitud.
"Fase pesada" o "producto de fase pesada", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a la parte inferior de un producto de centrifugación. Es una solución o sedimento de color oscuro porque contiene principalmente desechos celulares. También se denomina fase acuosa en la presente solicitud porque es soluble en agua.
"Caldo de fermentación", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere al medio en el que se cultivan los organismos microbianos que producen los aceites deseables.
"Emulsionantes", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a ingredientes que son producidos naturalmente por los microbios productores de aceite que causan la formación de una emulsión entre las fases acuosa y orgánica del caldo de fermentación.
"Dos etapas de centrifugación", tal como se utiliza en el presente documento, se refiere a un proceso para extraer aceite nutritivo, en el que se realizan dos etapas de centrifugación antes de retener el producto de aceite final. Esta expresión se utiliza indistintamente en la presente solicitud con la expresión "doble centrifugación", compartiendo ambas el mismo significado.
En la presente invención, tal como se demuestra en la figura 1, se llevan a cabo dos o más etapas de centrifugación en un proceso de aislamiento de aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) de un caldo de fermentación. Durante la primera etapa de centrifugación se forman una fase ligera y una fase pesada. Para maximizar el rendimiento de aceite, la separación se realiza en la fase pesada y, por lo tanto, se recoge la fase ligera junto con una pequeña cantidad de la fase pesada no deseada. El resto de la fase acuosa no deseada se descarta. El producto recogido de la primera centrifugación se alimenta después a una centrífuga de segunda etapa que nuevamente separa el producto en una fase ligera y una fase pesada. El aceite de alta calidad se recoge de la fase ligera. La fase pesada y conjuntamente una pequeña cantidad de la fase ligera, se reciclan al siguiente lote de caldo de fermentación para su posterior tratamiento para romper la emulsión y la posterior extracción del aceite. Alternativamente, la fase pesada y una parte de la fase ligera se tratan en etapas de procesamiento adicionales para romper la emulsión.
Los aceites nutritivos son ácidos grasos insaturados tales como EPA, DHA, ARA y DPA.
Ejemplos de componentes de fase pesada son agua, sales, ácidos grasos, desechos celulares y otros materiales iónicos.
Debe entenderse que un experto en la técnica, con las enseñanzas del presente documento, puede ajustar estos procesos para proporcionar los efectos deseados tales como velocidad del proceso, pureza, rendimiento y similares y, como tales, se contempla que múltiples etapas del proceso no definidas expresamente en el presente documento pero que podrían realizarse de forma rutinaria basándose en la descripción anterior se consideren parte de la presente enseñanza.
En una forma de realización específica, se contempla un proceso de doble centrifugación. Esta forma de realización se puede resumir así:
Pesar la mezcla acuosa/oleosa en un recipiente de calentamiento que tenga un agitador seleccionado del grupo de impulsores de flujo axial o flujo radial y cualquier combinación de los mismos.
a. Añadir un caldo de fermentación a un recipiente;
b. Añadir una enzima o hidróxido de sodio para facilitar la rotura de la formación de emulsión;
c. Calentar el recipiente;
d. Bombear el caldo de fermentación a una primera centrífuga;
e. Centrifugar la mezcla en un proceso continuo y descartar la fase pesada;
f. Bombear la mezcla restante a una segunda centrífuga;
g. Centrifugar la mezcla;
h. Retener el producto de aceite en la nueva fase ligera en la etapa g y reciclar la nueva fase pesada y la fase ligera restante mediante bombeo de nuevo a un recipiente en la etapa a) en el que se añade una nueva ronda de caldo de fermentación.
En una forma de realización, el recipiente de la etapa c se calienta a al menos 70 °C.
Se contempla que el procedimiento de doble centrifugación descrito en la presente solicitud se pueda utilizar tanto en un proceso en lotes en el que el caldo de fermentación en el recipiente de rotura de la emulsión se vacía antes de añadir el siguiente lote de caldo de fermentación como en un proceso semicontinuo en el que se añade nuevo caldo de fermentación continuamente al recipiente de rotura de la emulsión a medida que el proceso de centrifugación consume el caldo. Así, en una forma de realización, las etapas a) a h) se realizan por lotes. En otra forma de realización, las etapas a) a h) se realizan de forma continua.
En una forma de realización, en la etapa c) el recipiente se calienta a al menos 40 °C, a al menos 50 °C, a al menos 60 °C, a al menos 70 °C, a al menos 75 °C, a al menos 80 °C, a al menos 85 °C, a al menos 90 °C o a al menos 95 °C. Los procedimientos de fabricación pueden modificarse para realizarlos en equipos de procesamiento de líquidos diseñados específicamente para procesos de centrifugación que involucren líquidos. Un ejemplo es la serie Bd de centrífugas Alfa Laval. <Ref:http://www.alfalaval.com/products/separation/centrifugal-separators/separators/BD-series/>. Se pueden realizar ajustes a las formas de realización de fabricación según las instrucciones del fabricante del equipo y el conocimiento que tenga un experto en la técnica después de recibir las enseñanzas del presente documento.
El proceso de centrifugación en dos etapas se puede utilizar en cualquier proceso de caldo de fermentación en el que el producto de aceite se separa física y químicamente de la bioharina y el aceite no es miscible con la bioharina. En una forma de realización, el procedimiento de extracción de aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) utilizando dos etapas de centrifugación se repite una vez más. En otra forma de realización, el procedimiento se repite dos veces más. En otra forma de realización más, el procedimiento se repite tres veces.
El rendimiento de aceite puede ser superior al 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94% o 95%.
Cálculo del rendimiento de aceite
Los rendimientos se pueden calcular mediante dos procedimientos. Se preferiría el primer procedimiento en un entorno de producción en el que la contabilidad requiriera comprender todas las pérdidas, incluidas las pérdidas de proceso y las pérdidas de transferencia. Se preferiría el segundo procedimiento en un entorno de laboratorio o piloto en el que la atención se centra únicamente en las pérdidas del proceso.
Procedimiento 1 - Balance de masa general
La fracción de aceite contenida en la corriente de producto de la segunda centrífuga se mide por medio de procedimientos analíticos convencionales, tales como FAME. La fracción resultante se multiplica por la masa total de la corriente de producto. Este resultado se divide después por la fracción de aceite en la mezcla de alimentación medida por procedimientos analíticos multiplicada por la masa total de la mezcla de alimentación. El resultado se multiplica por 100 para proporcionar un % de rendimiento.
Procedimiento 2 - Cálculo del rendimiento de las pérdidas
Se asume que la fracción de aceite en la fase pesada y en las descargas de la primera centrífuga es la única pérdida del proceso. Esta fracción de aceite en la fase pesada y las descargas se mide mediante procedimientos analíticos convencionales tales como FAME. La fracción resultante de aceite en la fase pesada de la primera centrífuga se multiplica por la masa total de la fase pesada. La fracción de aceite resultante en las descargas de la primera centrífuga se multiplica por la masa total de las descargas. Estos resultados se suman entre sí y se dividen por la fracción de aceite en la corriente de alimentación de la centrífuga, medida por medio de procedimientos analíticos convencionales tales como FAME, multiplicada por la suma de las corrientes que abandonan la primera centrífuga; a saber, la fase ligera, la fase pesada y las descargas. El resultado es la fracción de pérdida de aceite en el proceso. Este número se resta de 1 y el resultado se multiplica por 100 para dar el % de rendimiento.
Ejemplos
Ejemplo 1
En este ejemplo, se describe la configuración del equipo de la presente invención. El siguiente ejemplo es de AEX-O-753 tal como se encuentra en la tabla 1. Había presencia de 2400 kg de caldo, que era una mezcla de materiales celulares, aceite, agua y otros compuestos requeridos para la fermentación, y que incluía una capa de emulsión intermedia, en un recipiente de 3000 litros, que proporcionó un mezclado adecuado para obtener una mezcla casi homogénea. La mezcla presente en este recipiente se alimentó a una centrífuga de pilas de discos utilizando una bomba y un bucle de control para el flujo. La centrífuga se alimentó a una velocidad de 6 litros/min y se ajustó para separar la mezcla en tres partes, siendo una parte la fase acuosa pesada, una parte con alto contenido de sólidos de la descarga de la bandeja y la otra parte la fase oleosa ligera. La proporción de estas fases es 1 parte de fase ligera/ 4,5 partes de fase pesada/ 0,04 partes de descarga. La separación en la centrífuga se controló a un punto de ajuste del 10% de humedad en la fase ligera, y en realidad dio como resultado aproximadamente el 9% de humedad en la fase ligera. Aproximadamente el 95% del aceite y cualquier capa intermedia presente estaba contenida en la fase ligera. La humedad en la fase ligera, determinada por un análisis de humedad típico en un analizador de humedad de escala calentado, podría controlarse a aproximadamente el 10% /- 3%. La fase ligera de la primera separación fue una mezcla de aproximadamente del 85% de aceite, el 9% de agua y el 6% de otra mezcla acuosa.
Esta mezcla se alimentó a una segunda centrífuga de pilas de discos. La fase ligera de esta primera separación se capturó en un tambor de 55 galones y se alimentó a un recipiente de 100 litros con un mezclado adecuado para mantener la homogeneidad. Esta mezcla de la primera separación se separó mediante la segunda separación en dos fases, una fase ligera y una fase pesada. Las proporciones de las fases fueron el 72% de fase ligera y el 28% de fase pesada. La configuración de la segunda centrífuga era que la fase ligera sería casi en su totalidad aceite que contenía menos del 1%, o incluso menos del 0,5%, de humedad. La humedad real en la fase ligera fue del 0,4%. La fase pesada contenía la capa de emulsión intermedia de la mezcla original y casi toda el agua. La fase pesada también contenía aproximadamente el 85% de aceite. La fase pesada de la segunda centrífuga se recicló al siguiente lote de caldo de fermentación para un tratamiento posterior.
El rendimiento, basado en las pérdidas de la fase pesada de la primera centrífuga, se calculó en el 95,5%, utilizando el procedimiento 2 como procedimiento para calcular los rendimientos.
Ejemplo 2
En este ejemplo, se usó el equipo descrito en el ejemplo 1 para extraer aceite nutritivo realizando una única etapa de centrifugación, o realizando las dos etapas de centrifugación tal como contempla la presente invención, o realizando una o más repeticiones de las dos etapas de centrifugación.
Las muestras de aceite obtenidas después de realizar el proceso de extracción de aceite anterior se obtienen y se comparan para mostrar las ventajas de la presente invención.
La muestra 1 fue el aceite de PUFA obtenido de un caldo de fermentación después de realizar una única etapa de centrifugación. Esta representa el ejemplo comparativo.
La muestra 2 fue el aceite de PUFA obtenido de un caldo de fermentación después de realizar dos etapas de centrifugación.
La muestra 3 fue el aceite de PUFA obtenido de un caldo de fermentación después de realizar dos etapas de centrifugación y de forma seguida una ronda más de dos etapas de centrifugación. La mezcla descartada de la segunda etapa de centrifugación de la ronda anterior de doble centrifugación se añade al caldo de fermentación de las próximas rondas de doble centrifugación.
La muestra 4 fue el aceite de PUFA obtenido de un caldo de fermentación después de realizar dos etapas de centrifugación y de forma seguida dos rondas más de dos etapas de centrifugación. La mezcla descartada de la segunda etapa de centrifugación de la ronda anterior de doble centrifugación se añade al caldo de fermentación de las próximas rondas de doble centrifugación.
La muestra 5 fue el aceite de PUFA obtenido de un caldo de fermentación después de realizar dos etapas de centrifugación y de forma seguida tres rondas más de dos etapas de centrifugación. La mezcla descartada de la segunda etapa de centrifugación de la ronda anterior de doble centrifugación se añade al caldo de fermentación de las próximas rondas de doble centrifugación.
Las ventajas de un procedimiento que utiliza dos etapas de centrifugación sobre el procedimiento convencional que utiliza una única etapa de centrifugación se muestran en la tabla 1 y también gráficamente en la figura 2. La muestra 1 es la muestra comparativa que exhibe el resultado de una única etapa de centrifugación. El producto de la fase pesada de la muestra 1 se descartó en lugar de reciclarse. La muestra 2 exhibe el rendimiento de aceite después de realizar una ronda de doble centrifugación. La muestra 3 muestra el rendimiento de aceite después de realizar dos rondas de doble centrifugación. Al preparar la muestra 3, el producto de la fase pesada de la primera ronda de doble centrifugación se recicló al caldo de fermentación que posteriormente se procesó en la segunda ronda de doble centrifugación.
Los datos de la tabla 1 demostraron que el procedimiento de doble centrifugación descrito en la presente solicitud genera un mayor rendimiento de aceite que el procedimiento de centrifugación simple. Los datos de la tabla 1 demostraron también que al reciclar la mezcla de fase pesada producida en la segunda centrifugación al caldo de fermentación que se usará para la siguiente ronda de procesamiento, aumenta aún más el rendimiento de aceite.
Un análisis adicional de la calidad del aceite no muestra variación entre las muestras N° 1-5.
Tabla 1: % de rendimiento de producto para muestras comparativas
Figure imgf000007_0001

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para mejorar el rendimiento de aceite de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), en el que el procedimiento comprende realizar al menos dos etapas de centrifugación en un caldo de fermentación, en el que el producto de fase ligera producido después de la primera etapa de centrifugado se alimenta a la centrífuga de la segundo etapa de centrifugación, y el producto de fase pesada producido después de la primera etapa de centrifugación se descarta, y en el que el corte de separación después de la primera etapa de centrifugación se realiza en el lado de la fase pesada, y en el que el producto de fase ligera producido después de la segunda etapa de centrifugación se retiene y el producto de fase pesada producido después de la segunda etapa de centrifugación se recicla a un caldo de fermentación que se procesará en la siguiente ronda de procesamiento utilizando dichas dos etapas de centrifugación.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende las etapas siguientes:
a. Añadir un caldo de fermentación a un recipiente;
b. Añadir una enzima o hidróxido de sodio;
c. Calentar el recipiente;
d. Bombear el caldo de fermentación a una primera centrífuga;
e. Centrifugar la mezcla y descartar el producto de fase pesada;
f. Bombear la fase ligera restante a la segunda centrífuga;
g. Centrifugar la fase ligera de la etapa f y producir una nueva fase ligera y una nueva fase pesada;
h. Retener el producto de aceite en la nueva fase ligera en la etapa g y reciclar la nueva fase pesada y la nueva fase ligera restante mediante bombeo de nuevo a un recipiente en el que se añade una nueva ronda de caldo de fermentación.
3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que en la etapa c el recipiente se calienta al menos a 40 °C, al menos a 50 °C, al menos a 60 °C, al menos a 70 °C, al menos a 75 °C, al menos a 80 °C. , al menos 85 °C, al menos 90 °C, o al menos 95 °C.
4. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en el que dichas etapas a-h se repiten una vez más.
5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en el que dichas etapas a-h se repiten dos veces más.
6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 2-3, en el que dichas etapas a-h se repiten tres veces más.
ES18844409T 2017-08-10 2018-08-09 Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo Active ES2916462T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762543659P 2017-08-10 2017-08-10
PCT/US2018/046081 WO2019032880A1 (en) 2017-08-10 2018-08-09 DOUBLE CENTRIFUGATION PROCESS FOR THE PURIFICATION OF NUTRITIVE OIL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2916462T3 true ES2916462T3 (es) 2022-07-01

Family

ID=65271572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18844409T Active ES2916462T3 (es) 2017-08-10 2018-08-09 Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11725221B2 (es)
EP (1) EP3665296B1 (es)
CN (1) CN111032878B (es)
BR (1) BR112020002577A2 (es)
CA (1) CA3072451A1 (es)
DK (1) DK3665296T3 (es)
ES (1) ES2916462T3 (es)
RU (1) RU2769461C2 (es)
WO (1) WO2019032880A1 (es)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK180016B1 (da) 2014-10-02 2020-01-22 Evonik Degussa Gmbh Feedstuff of high abrasion resistance and good stability in water, containing PUFAs
US11324234B2 (en) 2014-10-02 2022-05-10 Evonik Operations Gmbh Method for raising animals
JP6998935B2 (ja) 2016-07-13 2022-01-18 エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー 溶解された脂質含有バイオマスから脂質を分離する方法
ES2872009T3 (es) 2016-12-27 2021-11-02 Evonik Degussa Gmbh Método de aislamiento de lípidos a partir de una biomasa que contiene lípidos
EP3470502A1 (en) 2017-10-13 2019-04-17 Evonik Degussa GmbH Method of separating lipids from a lysed lipids containing biomass
EP3527664A1 (en) 2018-02-15 2019-08-21 Evonik Degussa GmbH Method of isolating lipids from a lipids containing biomass
US11976253B2 (en) 2018-05-15 2024-05-07 Evonik Operations Gmbh Method of isolating lipids from a lysed lipids containing biomass by emulsion inversion
CA3101855C (en) 2018-05-15 2023-06-20 Evonik Operations Gmbh Method of isolating lipids from a lipids containing biomass with aid of hydrophobic silica
EP3933016A1 (en) 2020-06-30 2022-01-05 Evonik Operations GmbH Method of isolating lipids from a lipids containing biomass
FR3111912A1 (fr) 2020-06-24 2021-12-31 Fermentalg Procédé de culture de microorganismes pour l’accumulation de lipides

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1178118A1 (en) * 2000-08-02 2002-02-06 Dsm N.V. Isolation of microbial oils
JP2005529621A (ja) * 2002-06-19 2005-10-06 デーエスエム イーペー アセッツ ベスローテン フェンノートシャップ 微生物細胞及び微生物油の低温殺菌方法
EP2145942A1 (de) * 2008-07-15 2010-01-20 Lonza Ltd. Verfahren zur Isolierung von Ölen aus Zellen und Biomasse
FR2949348B1 (fr) * 2009-09-03 2012-11-02 Rhodia Operations Procede de separation en continu
CA2787344C (en) * 2010-01-19 2018-03-20 Dsm Ip Assets B.V. Eicosapentaenoic acid-producing microorganisms, fatty acid compositions, and methods of making and uses thereof
FR2975705B1 (fr) * 2011-05-27 2014-12-26 Roquette Freres Procede d'extraction du squalene a partir de microalgues
FR2991337B1 (fr) * 2012-05-29 2016-09-02 Roquette Freres Procede continu d'enrichissement en esters ethyliques de dha d'une huile produite par des microalgues
US11124736B2 (en) * 2013-12-20 2021-09-21 Dsm Ip Assets B.V. Processes for obtaining microbial oil from microbial cells
WO2015113864A1 (en) * 2014-01-30 2015-08-06 Evonik Degussa Gmbh Process for making ethanol by fermentation
CN106811285B (zh) * 2017-02-23 2020-04-17 湖北福星生物科技有限公司 一种从dha发酵液中物理提取dha油脂的方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112020002577A2 (pt) 2020-08-04
EP3665296A1 (en) 2020-06-17
EP3665296B1 (en) 2022-04-20
US20200362373A1 (en) 2020-11-19
CN111032878A (zh) 2020-04-17
US11725221B2 (en) 2023-08-15
RU2020109893A3 (es) 2021-11-11
EP3665296A4 (en) 2021-04-28
RU2020109893A (ru) 2021-09-14
WO2019032880A1 (en) 2019-02-14
CN111032878B (zh) 2024-03-08
CA3072451A1 (en) 2019-02-14
RU2769461C2 (ru) 2022-03-31
DK3665296T3 (da) 2022-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2916462T3 (es) Proceso de doble centrifugación para la purificación de aceite nutritivo
Chia et al. Microalgal protein extraction from Chlorella vulgaris FSP-E using triphasic partitioning technique with sonication
JP6266681B2 (ja) 細胞からの脂質の抽出およびそれに由来する生産物
Ceron et al. Recovery of lutein from microalgae biomass: development of a process for Scenedesmus almeriensis biomass
Phong et al. Proteins recovery from wet microalgae using liquid biphasic flotation (LBF)
Wu et al. Evaluation of several flocculants for flocculating microalgae
Phong et al. Extractive disruption process integration using ultrasonication and an aqueous two‐phase system for protein recovery from Chlorella sorokiniana
JP5990575B2 (ja) 微細藻類からのスクアレンの抽出方法
Bhuyar et al. A selective microalgae strain for biodiesel production in relation to higher lipid profile
AU2012214187A1 (en) Aqueous extraction methods for high lipid microorganisms
Cisneros et al. Recovery in aqueous two-phase systems of lutein produced by the green microalga Chlorella protothecoides
CN103911288B (zh) 一种预浓缩破壁提取微生物油脂的方法
CN105646189A (zh) 从海洋微藻中提取epa的方法
RU2573944C1 (ru) Штамм микроводоросли haematococcus pluvialis - продуцент натурального астаксантина
TWI687517B (zh) 具有高脂質生產能力的鏈帶藻屬物種t9分離株及其用途
JP6305530B2 (ja) 改質藻油体、藻油体の安定化方法、及び藻油体の抗酸化性の増強方法
RU2016141546A (ru) Способ получения одного или нескольких пригодных для вторичного использования материалов из семян
CN104894104B (zh) 一种适用于提取香蕉不同组织的基因组dna的方法
CA2815271A1 (en) Extraction of oil-soluble pigment from micro-organisms
Phong Extractive disruption process integration using ultrasonication and aqueous two-phase system for protein recovery from microalgae/Phong Win Nee
Nee Extractive Disruption Process Integration Using Ultrasonication and Aqueous Two-Phase System for Protein Recovery from Microalgae
JP5804493B2 (ja) 高抗酸化力を有する抗酸化物質多含有のカキ肉エキス製造方法
Ólafsson Downstream process design for microalgae
Iturriaga et al. Gene fusions for the directed modification of the carotenoid biosynthesis pathway in Mucor circinelloides
Saggu et al. Value-Added Chemicals from Algae: Extraction and Refining